Sporenbildende Bakterien stellen eine der größten Herausforderungen bei der Herstellung haltbarer, hitzebehandelter Lebensmittel dar. Die Gattungen Bacillus (aerob oder fakultativ anaerob) und Clostridium (zwingend anaerob) produzieren Endosporen mit extremer Hitzebeständigkeit, die es ihnen ermöglichen, thermische Prozesse zu überleben, die vegetative Zellen abtöten. Das Konzept der „kommerziellen Sterilität“ erkennt an, dass ein Hitzeprozess, der ausreicht, um C. botulinum-Sporen zu zerstören, möglicherweise nicht alle thermophilen Sporenbildner eliminiert, das Produkt jedoch sicher ist, wenn die Keimung und das Wachstum der Sporen durch die Lagerbedingungen verhindert werden.
Bacillus stearothermophilus (heute Geobacillus stearothermophilus) ist der klassische Indikatororganismus für den Sauerverderb in säurearmen Konserven. Es handelt sich um einen thermophilen, obligat aeroben Sporenbildner mit einer D₁₂₁ von 1,5–4,0 Minuten, was ihn hitzebeständiger als C. botulinum macht. Der saure Verderb ist gekennzeichnet durch einen pH-Abfall (aufgrund der Säureproduktion ohne Gas) und einen Fehlgeschmack, der als „medizinisch“ oder „metallisch“ beschrieben wird, ohne sichtbare Schwellung der Dose. Dieser Verderb tritt typischerweise bei Gemüsekonserven auf, die bei erhöhten Temperaturen (über 43 °C) gelagert werden, beispielsweise in tropischen Klimazonen oder bei Hitzemissbrauch in Lagerhäusern.
Bacillus subtilis und Bacillus coagulans (letzterer ist ein Hauptverderber in sauren und angesäuerten Lebensmitteln, pH-Wert 4,0–4,6) verursachen verschiedene Arten von Verderb. B. subtilis produziert proteolytische Enzyme, die zu einer Verschlechterung der Textur und unangenehmen Gerüchen führen. Bacillus cereus kann sowohl lebensmittelbedingte Erkrankungen (Brech- und Durchfallsyndrome) als auch Verderb verursachen, insbesondere bei pasteurisierten Milchprodukten und gekochtem Reis. Seine psychrotrophen Stämme sind in der Lage, bei Kühltemperaturen zu wachsen, was sie für die Sicherheit und den Verderb gekühlter Lebensmittel relevant macht.
Unter den Clostridien ist Clostridium thermosaccharolyticum ein thermophiler, obligat anaerober Sporenbildner, der in Konserven zum „TA-Verderb“ (thermophiler anaerober Verderb) führt. Es produziert Wasserstoff, CO₂ und organische Säuren, was zu geschwollenen Dosen und einem sauren, käsigen Geruch führt. Im Gegensatz zum flachen sauren Verderb geht der TA-Verderb mit einer Gasbildung und einer Dosenquellung einher. Clostridium putrefaciens und C. sporogenes verursachen Fäulnis, das durch die Produktion von H₂S, Mercaptanen und anderen Schwefelverbindungen gekennzeichnet ist. Zu den Kontrollmaßnahmen gehören eine angemessene thermische Behandlung, ein schnelles Abkühlen nach der Retortenbehandlung und eine Lagerung unter 40 °C, um die Keimung thermophiler Sporen zu verhindern. Sporenbildende Verderbniserreger sind eng mit pathogenen Clostridium-Arten verwandt. Die für die kommerzielle Sterilisation entwickelten thermischen Verfahren zielen auf C. botulinum ab, beseitigen jedoch möglicherweise nicht die thermophilen verderblichen Sporen. Pasteurisierung reicht zur Sporenbekämpfung nicht aus.
